PENGUJIAN KEKERASAN
IV. Data dan Pembahasan 1 Tabel Data
N o. Benda Uji Kondisi Indent asi Colum n1 Indent asi Jejak (mm ) Colum n2 Colum n3 BHN BHN RATA-RATA P (kg) (mm)D d1 d2 dave 1. Baja 187.5 3.2 1 1.24 1.39 1.315 132.0266386 125.0833459 2 1.41 1.34 1.375 120.2070427 3 1.35 1.37 1.36 123.0163564 2. Kuningan 62.5 3.2 1 0.994 0.997 0.9955 78.34601284 75.94269078 2 1.026 1.045 1.0355 72.25480934 3 1.001 1.004 1.0025 77.22725015 3. Allumunium 31.25 3.2 1 0.997 0.908 0.9525 42.88392623 42.75266144 2 0.957 0.936 0.9465 43.44228828 3 0.931 0.995 0.963 41.9317698
IV.2 Cara Perhitungan Baja P (Kg) : 187.5 Kg D Indentor : 3.15 mm d rata-rata : 1.21 mm 2PπD(D-D2-d2 = 157.786 Kg/mm2 IV.3 Grafik
a. Grafik BHN vs Sample
b. Grafik BHN vs Beban (Fe)
c. Grafik BHN vs Beban Kuningan
d. Grafik BHN vs Beban (Al)
V. Pembahasan
V.1 Prinsip Pengujian
Kekerasan suatu material dapat didefinisikan sebagai ketahanan material tersebut terhadap gaya penekanan dari material lain yang lebih keras. Penekanan tersebut dapat berupa mekanisme penggesekan (scratching), pantulan ataupun indentasi dari material keras terhadap suatu permukaan benda uji. Dalam pengujian ini digunakan Metode Brinell. Metode Brinell diperkenalkan pertama kali oleh J.A. Brinell pada tahun 1900. Pengujian kekerasan dilakukan dengan memakai bola baja yang dikeraskan (hardenen steel ball) dengan beban dan waktu indentasi tertentu. Prosedur standar pengujian menyaratkan bola baja dengan diameter 10 mm dan beban 187,5 kg untuk pengujian logamlogam ferrous, 31,25 kg untuk Aluminium, dan 62,5 kg untuk tembaga. Untuk logam ferrous, waktu indentasi biasanya sekitar 10 detik sementara untuk bahan non-ferrous sekitar 15 detik. Walaupun demikian pengaturan beban dan waktu indentasi untuk setiap material dapat pula ditentukan oleh karakteristik alat penguji. Nilai kekerasan suatu material yang dinotasikan dengan ‘HB’ tanpa tambahan angka dibelakangnya menyatakan kondisi pengujian standar dengan indentor bola baja 10 mm, beban 3000 kg selama waktu 1-15 detik. Untuk kondisi yang lain, nilai kekerasan HB diikuti angka-angka yang menyatakan kondisi pengujian. Contoh : 75 HB 10/500/30 menyatakan nilai kekerasan Brinell 75 dihasilkan oleh suatu pengujian dengan indentor 10 mm, pembebanan 500 kg selama 30 detik. Pengukuran nilai kekerasan suatu material diberikan oleh : dimana P : beban dalam kg, D : diameter indentor dalam mm, d : diameter jejak dalam mm. LAPORAN PRAKTIKUM MATERIAL TEKNIK – AFIF EKAYONAR AFANDI
2PπD(D-D2-d2
Dalam pengujian kekerasan ini diameter indentor, D=10 mm. Kemudian untuk mengukur diameter dari jejak yang ditinggalkan indentor digunakan measuring microskop dengan perbesaran 5x dan skala 1:1000 mm. Standar pengujian yang digunakan adalah ASTM E-10. Beban yang digunakan untuk tiap-tiap bahan adalah 187,5 kg untuk baja, 62,5 untuk tembaga, dan 31,25 untuk alumunium. Hasil yang didapat berupa diameter jejak. Kemudian data tersebut diolah dan didapat nilai skala kekerasan Brinellnya. Data sudah tertera di subbab table data pengamatan.
Ada beberapa hal yang perlu dianalisis dalam penerapan percobaan kali ini , antara lain :
• Jarak antar titik jejak juga harus diperhatikan, karena pada setiap penjejakan, material di sekeliling jejak tersebut pasti terdeformasi. Jika dilakukan penjejakan pada bagian yang terdeformasi, pasti akan menghasilkan kekerasan yang lebih tinggi dibandingkan penjejakan sebelumnya
• Pembebanan yang berbeda ini dikarenakan ketahanan material yang berbeda. Contohnya, bila Aluminium dilakukan pembebanan 187,5 kg, maka mungkin pada bagian alasnya akan terjadi penggelembungan, yang tentu saja mempengaruhi data percobaan.
• Bola baja yang digunakan adalah baja yang dikeraskan dengan diameter 2.5 mm dan maksimum kekerasan material yang diijinkan adalah kurang lebih 600 Brinnel.
• Ketelitian dalam membaca jarum harus dijaga, berhubung alat ini tidak menggunakan pencatat digital. Posisi mata harus tegak lurus dengan jarum untuk mendapatkan data yang tepat.
V.2 Perbandingan Hasil Pengujian dengan Literatur
BHN tembaga : pengujian = 74,8 ; literatur = 90 BHN alumunium : pengujian = 45,6 ; literatur = 38 Kesalahan relatif baja = 4.4 %
Kesalahan relatif tembaga = 17.3 % Kesalahan relatif Alumunium: = 20%
Dari ketiga BHN pengujian masing-masing material, kesalahan relatifnya cenderung kecil dan menengah. Hal ini membuktikan bahwa pengujian boleh dikatakan berlansung sesuai dengan pedoman dan standardisasi. Sedangkan penyimpangan yang terjadi pada BHN pengujian disebabkan kesalahan pada kesalahan dalam membaca jarum alat sehingga sedikit memberi pengaruh pada hasil pengujian yang dikarenakan posisi mata yang tidak berada pada sudut 900 dengan jarum serta kesalahan dalam pengkuran diameter pada mikroskop.
V.3 Analisa Grafik BHN vs Sampel
Dari grafik dapat jelas dilihat bahwa baja mempunyai tingkat kekerasan Brinnel lebih tinggi dari tembaga dan alumunium. Begitu juga tembaga yang lebih tinggi tingkat kekerasannya dari aluminium. Nilai kekerasan ini tentu berhubungan dengan sifat lainnya. Salah satunya adalah sifat kemampukerasan logam. Suatu logam memiliki kemampukerasan yang tinggi jika pada brinnel test, nilai BHN-nya cukup besar. Semakin tinggi nilai BHN nya maka semakin besar kemampuan meterial tersebut untuk dikeraskan.
V.4 Analisa Grafik pada tiap-tiap sampel
Pada grafik BHN Fe dan Cu ditemukan grafik yang memiliki ketinggian yang tidak sama. Namun ketinggian ini disebabkan penggunaan skala pada grafik yang terlalu kecil jika dilihat dari nilai sebenarnya. Perbedaan pengukuran BHN disebabkan oleh kesalahan-kesalahan yang terjadi pada percobaan, salah satunya penggunaan bahan sampel yang tidak bersih, kesalahan paralaks pada praktikan, dan waktu penekanan indentasi.
VI. Kesimpulan
Dari pembahasan di atas dapat diambil kesimpulan bahwa : LAPORAN PRAKTIKUM MATERIAL TEKNIK – AFIF EKAYONAR AFANDI
• Kekerasan suatu benda dapat kita ketahui dengan menggunakan material lain untuk mengujinya.
• Pengujian tersebut menggunakan beberapa material yang berbeda jenis dan bentuknya.
______Lawrence H. Van Vlack. 1989. Ilmu dan Teknologi Bahan. Terj.Sriati Djeprie. Erlangga
______George E. Dieter. Metalurgi Mekanik. Terj. Sriati Djeprie ______ http://www.wikipedia.org
_______Tata surdia. Pengetahuan bahan teknik. Pradnya-\ Paramita.Jakarta.1999 _______Introduction of Material Science, Chapter 6 Mechanical Properties of Material, University of Virginia dan Manufacturing Engineering and Technology Third edision, Serope Kalpakjian.
_______Buku Pedoman Praktikum Material Ilmu Logam dan Bahan, Laboratorium Metalurgi dan Material.
_______Metalurgi mekanik. George E.Dieter